摩擦系數(shù)測試的正確打開方式
摩擦是一個高度可變的量,影響它的因素幾乎是無限的。所以,我遇到的一個關(guān)于摩擦的常見問題是,“我應(yīng)該在計算中使用什么值的摩擦系數(shù)?” 幸運(yùn)的是,世界上到處都是測試數(shù)據(jù)。有專門用于測試摩擦和磨損行為的整個實(shí)驗(yàn)室。問題再次在于數(shù)據(jù)僅對特定的被測系統(tǒng)有效。那么,您應(yīng)該在計算中使用什么值?
在所有情況下,測試對的一部分保持靜止,而另一部分移動。在某些情況下,磨損試樣(銅色)是固定部分,在其他情況下,它是載荷施加器(鋼色)。藍(lán)色箭頭表示運(yùn)動,紅色箭頭表示施加的載荷。為清楚起見,沒有顯示支撐裝置、摩擦傳感器或稱重傳感器。 首先要做的是找到一個與您的系統(tǒng)相近的系統(tǒng)。上面顯示了標(biāo)準(zhǔn)摩擦和磨損測試設(shè)置的一些示例。表面可以是平對平、凸對平、凸對凸或凹對凸。相對運(yùn)動可以是線性的或旋轉(zhuǎn)的。用于兩個表面的材料應(yīng)與您應(yīng)用中的材料相同,具有相似的相對尺寸、表面光潔度和硬度。負(fù)載應(yīng)具有相似的大小,潤滑條件應(yīng)相似。
精密的測試設(shè)備將在啟動時測量靜摩擦系數(shù) (μS),并監(jiān)測動摩擦系數(shù) (μK) 如何隨時間變化。 即使在恒定負(fù)載和恒定運(yùn)動下,摩擦系數(shù)也會隨著測試樣品的磨損和潤滑用完并得到補(bǔ)充而隨時間變化。表面的粗糙度也會隨著時間而改變。對于這些測試,通常的模式將是摩擦的初始上升峰值,然后隨著表面磨損(有效地相互拋光)而減少,然后隨著磨損碎屑開始在界面中積聚,增加磨損和摩擦而逐漸增加表面之間。
事實(shí)上,正如您可能已經(jīng)猜到的那樣,上述測試的主要目的是測量各種材料對的磨損行為。許多配置很好地代表了襯套和軸承應(yīng)用。摩擦行為只是這些測試的一個附帶好處。一些電連接器制造商已經(jīng)進(jìn)行了自己的測試,以比較各種涂層的摩擦行為。雖然其中大部分是專有的,但一些總體趨勢已經(jīng)公布。 對于電氣和電子連接器,摩擦系數(shù)將由插針和插座的幾何形狀(無論是曲面還是平面)、法向力、潤滑劑的存在與否、潤滑劑的類型、擦拭長度以及鍍層、底鍍層和母材的成分和硬度。
表 1 中顯示了一些通常合理的摩擦系數(shù)值,基于鍍層的頂層。 表 1. 電子連接器表面處理的近似典型摩擦系數(shù)。這些數(shù)字假設(shè)配合面是相同的,并且有鎳底板以提高耐磨性和耐腐蝕性。具有較低法向力的較硬、較光滑、潤滑良好的表面通常比具有較高法向力的較軟、較粗糙、未潤滑的表面具有較低的摩擦系數(shù)。 在計算連接器配合和移除力時,或在運(yùn)行接觸配合的通用有限元模擬時,摩擦變得很重要。使用的兩種方法是根據(jù)典型數(shù)據(jù)假設(shè)摩擦系數(shù),并明確說明該假設(shè)。第二種方法是使用多個摩擦系數(shù)值運(yùn)行分析,并報告所有使用情況的結(jié)果。后一個結(jié)果將有助于確保為設(shè)計指定適當(dāng)?shù)碾婂兒蜐櫥瑒?/span>